Neseniai rašėme apie antikūnų terapiją, kuri gali prisidėti prie koronaviruso suvaldymo, bet mokslo pasaulis turi ir daugiau puikių naujienų – moksliniame žurnale „Nature Microbiology“ paskelbtas tyrimas pristato dar vieną naują terapiją, kurią sukūrė Weizmanno instituto (Izraelis) mokslininkai, ir kuri taip pat teikia naujų vilčių kovoje su COVID-19.

Nors tikimasi, kad vakcinos gali padėti pakreipti pasaulį link to, kokiu jis buvo iki pandemijos laikų, nuolat mutuojantis SARS-CoV-2 virusas reikalauja kurti ir veiksmingus vaistus. Naujame tyrime, paskelbtame „Nature Microbiology“, Weizmanno instituto mokslininkai kartu su bendradarbiais iš Pasteuro instituto (Prancūzija) ir Nacionalinių sveikatos institutų (NIH, JAV) kovai su naujuoju koronavirusu siūlo naują terapinį metodą.

Užuot susitelkusi į viruso baltymą, atsakingą už viruso patekimą į ląstelę, tyrėjų komanda atkreipė savo dėmesį į mūsų ląstelių membranos baltymą, kuris leidžia virusui patekti vidun. Naudodami savo pačių sukurtą pažangų dirbtinės evoliucijos metodą, mokslininkai sukūrė molekulinį „superkamštį“, kuris fiziškai užkemša „įėjimo tašką“, taip neleisdamas virusui prisitvirtinti prie ląstelės ir į ją patekti.

Dauguma potencialių SARS-CoV-2 gydymo būdų (ir esamų vakcinų) yra nukreipti į vadinamąjį smaigalio baltymą, esantį ant viruso apvalkalo. Tačiau šis baltymas yra linkęs į mutacijas, kurios mažina tokių kovos su virusu būdų veiksmingumą. „Kadangi virusas nuolat vystosi, mes sutelkėme dėmesį į nesikeičiantį žmogaus receptorių, vadinamą ACE2, kuris veikia kaip viruso patekimo vieta“, – sako profesorius Gideonas Schreiberis iš Weizmanno biomolekulinių mokslų skyriaus, kuris ir vadovavo naujajam tyrimui. Šiam požiūriui visai nesvarbūs naujai atsirandantys viruso variantai, kurie paprastai yra vienu iš pagrindinių iššūkių kovojant su pandemija kitais būdais.

ACE2, esantis plaučių epitelio ląstelių ir kitų audinių membranose, yra fermentas, svarbus kraujospūdžio reguliavimui. Todėl, kad ir kaip viliojančiai skambėtų idėja tiesiog užblokuoti šį receptorių, kad būtų išvengta SARS-CoV-2 patekimo į ląstelę, bet kokia tokia strategija neturi trukdyti pagrindinei ACE2 funkcijai. G.Schreiberis, kurio laboratorija specializuojasi baltymų sąveikos tyrimuose, nusprendė sukurti mažą baltymų molekulę, kuri galėtų geriau prisijungti prie ACE2 nei SARS-CoV-2 – tačiau padarytų tai nepažeisdama receptoriaus fermentinio aktyvumo.

Tyrėjai, vadovaujami G.Schreiberio grupės podoktoranto dr. Jiří Zahradníko, darbą pradėjo nustatydami SARS-CoV-2 prisijungimo sritį: palyginus trumpą statybinių blokų seką, esančią didesniame smaigalio baltyme, kuris fiziškai jungiasi su ACE2. Naudodami paties viruso receptoriaus prisijungimo sritį kaip ginklą prieš jį patį, dr. J.Zahradníkas atliko kelis „evoliucijos mėgintuvėlyje“ ciklus, sukurtus G.Schreiberio laboratorijoje, panaudojant genetiškai modifikuotą kepimo mielių štamą.

Kadangi mielėmis galima lengvai manipuliuoti, dr. J.Zahradnikas sugebėjo greitai nuskaityti milijonus skirtingų mutacijų, susikaupusių šios dirbtinės evoliucijos metu – tai procesas, kuris daug greičiau imituoja natūralią evoliuciją. Galutinis tikslas buvo surasti mažą molekulę, kuri būtų žymiai „lipnesnė“ nei pradinė viruso versija.

Šio skenavimo proceso metu G.Schreiberio komanda pateikė svarių įrodymų, patvirtinančių hipotezę, kad SARS-CoV-2 tampa labiau užkrečiamu tada, kai mutacijos pagerina jo galimybes prisijungti prie ACE2.

Mokslininkai nustatė, kad jau po pirmojo etapo laboratorijoje sukurti variantai, turintys glaustesnį prisijungimą prie ACE2, imitavo mutacijas, esančias labiausiai užkrečiamose SARS-CoV-2 atmainose, atsiradusiose natūralios evoliucijos būdu – pavyzdžiui, britų variante (alfa), Pietų Afrikos variante (Beta) ir Brazilijos variante (gama). Keista ir įdomu, tačiau dabar bene plačiausiai paplitęs Indijos (delta) variantas remiasi kitu triuku, kad užkrėstų nešiotoją – jis iš dalies sugeba išsisukti, kad imuninės sistema jo neaptiktų.

Galų gale dr. J.Zahradníkas išskyrė nedidelį baltymų fragmentą, kurio susijungimo galimybės buvo 1000 kartų stipresnės nei pirminės prisijungimo srities, iš kurios jis išsivystė. Šis „superkamštis“ ne tik idealiai tarsi pirštinė tinka ACE2, bet kaip išsiaiškino G.Schreiberio laboratorijos doktorantės Maya Shemesh ir Shir Marciano, jis taip išsaugo ir fermentinį ACE2 aktyvumą – kaip ir numatė tyrėjai. Be to, dėl stipraus prisijungimo, norint pasiekti norimą blokavimo efektą, pakako labai mažos naujai sukurtos molekulės koncentracijos.

Siekdamas sukurti galimą molekulės kaip vaisto vartojimo metodą, G.Schreiberis ir jo komanda bendradarbiavo su profesoriumi Yinonu Rudichu iš Weizmanno Žemės ir planetos mokslų skyriaus. Kartu su dr. Ira Marton ir dr. Chunlin Li jie sukūrė aerozolio pagrindu pagamintą purškiklį, kuris leistų sukurtą molekulę pacientams paprasčiausiai įkvėpti.

Iki šiol tyrėjai ir NIH išbandė sukurtą preparatą su žiurkėnais, užkrėstais SARS-CoV-2. Preliminarūs rezultatai rodo, kad šis gydymas žymiai sumažina ligos simptomus – o tai rodo, kad šis išradimas gali būti potencialiu vaistu. Artimiausiu metu NIH planuojama atlikti daugiau ikiklinikinių tyrimų.

Tyrimas skelbiamas moksliniame žurnale „Nature Microbiology“.

Parengta pagal „SciTech Daily“.

Pasidalinkite su draugais

Aut. teisės: Lrytas.lt

Komentarai (2)